كيف يمكن للميكروبات أن تؤدي إلى تفاقم التدهور الادراكي
دراسة تقودها جامعة كاليفورنيا في لوس انجلوس قد توضح كيف يمكن للميكروبات أن تؤدي إلى تفاقم التدهور الادراكي
17 أغسطس 2021
المترجم : عدنان أحمد الحاجي
المقالة رقم 227 لسنة 2021
UCLA-led study could clarify how microbes can exacerbate cognitive decline
August 17,2021
توصلت أبحاث حديثة إلى أن التغيرات في ميكروبيوتا الجهاز الهضمي - وهي تريليونات من البكتيريا والميكروبات الأخرى التي تعيش في الحهاز الهضمي - يمكن أن تغير «تعدل» alter الدماغ والسلوك. حاليًا، دراسة بقيادة باحثين من جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس توضح كيف ولماذا تحدث هذه الظاهرة.
تتكون ميكروبيوتا الجهاز الهضمي من تريليونات البكتيريا والميكروبات الأخرى
التي تعيش في الأحشاء وتؤثر في الصحة بطرق متعددة.
تتكون ميكروبيوتا الجهاز الهضمي من تريليونات البكتيريا والميكروبات الأخرى التي تعيش في الأحشاء وتؤثر في الصحة بطرق متعددة.
في التجربة التي أجريت على الفئران، وجد الباحثون أن ميكروبات الأمعاء يمكن أن تؤدي إلى تفاقم تأثيرات الضعف الإدراكي «المعرفي / الذهني» بسبب الطريقة التي نؤثر بها في الحُصين، والحصين هو منطقة في الدماغ ضرورية للذاكرة والتعلم. ووجد الباحثون أن تركيز إحدى المجموعات البكتيرية المعرفة ب بيلوفيلا Bilophila زاد بشكل درامتيكي في ميكروبيوتا الجهاز الهضمي للفئران التي تغذت على نظام غذائي كيتوني [والمعروف بالحمية الكيتونية، [1] ] - وهو نظام غذائي غني بالدهون ومنخفض في الكربوهيدرات - وحُرمت تلك الفئران بشكل متقطع من الأكسجين، مما أدى إلى حالة تسمى بنقص التأكسج hypoxia «انظر[2] ».
وجد الباحثون أيضًا أن اتباع الحمية الكيتونية ونقص التأكسج والعلاج باستخدام نوع من مجموعات بيلوفيلا Bilophila البكتيرية، والتي تسمى بيلوفيلا وادسورثيا Bilophila wadsworthia أضعفت الحُصين، مما أدى إلى انخفاض في القدرة الإدراكية «المعرفية / الذهنية» لدى الفئران.
بيلوفيلا وادسورثيا Pseudomonas aeruginosa، مقتبس من 3
نُشر البحث في مجلة Cell Host & Microbe المحكََّمة[4] .
وضع الباحثون عدة فئران على حمية كيتونية ووضعوا فئران أخرى على نظام غذائي عادي «مألوف». بعد ذلك، تلقت جميع الفئران مستويات منخفضة من الأكسجين لمدة خمسة أيام متتالية، ثم مُنحت أربعة أيام للتعافي. حرمان هذه الفئران من بعض الأكسجين كان وسيلة للباحثين لإحداث ضعف إدراكي فيها، حتى يتمكنوا من محاكاة الضعف الإدراكي لدى البشر الذي يمكن أن يكون بسبب الأمراض العصبية neurological diseases «أمراض الأعصاب،[5] » أو أمراض الشيخوخة[6] .
متاهة
بعد ذلك، لاحظ الباحثون قدرتها علي التعرف على طريقها في المتاهة. عند محاولتها إيجاد طريق للخروج منها، ارتكبت الفئران التي كانت على الحمية الكيتونية أخطاءً بنسبة 30٪ في المتوسط أكثر مما ارتكبته الفئران التي وضعت على الغذاء العادي.
قام الباحثون أيضًا بتقييم ما إذا كان النظاميين الغذائيين المختلفين وحدهما يمكن أن يسببا أي تغيير في السلوك الادراكي لدى الفئران التي لم تحرم من الأكسجين. في تلك التجربة، لم يكن هناك فرق ملموس في قدرة الفئران على إيجاد طريقها للخروج من المتاهة بناءً على ما إذا وضعت على الحمية الكيتونية أو غذاء عادي - مما يشير إلى أن التأثير السلبي في القدرة الادراكية حدث فقط بعد حرمانها من الأكسجين.
”تسلط هذه النتائج الضوء على قدرة العوامل البيئية المختلفة على التفاعل البيني مع بعضها للتأثير على السلوك الادراكي لدى الفئران،“ كما قالت المؤلفة الرئيسة كريستين أولسون Christine Olson، طالبة الدراسات العليا بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس.
بعد ذلك، درس الباحثون ماذا يمكن أن يحدث لو اُستنفدت ميكروبيوتا الفئران قبل وضعها على نظام الحمية الكيتونية وتعريضها لنقص التأكسج. ومن المثير للاهتمام، الفئران التي اُستنفدت منها الميكروبيوتا في البداية قد ارتكبت أخطاءً أقل بكثير في المتاهة من الفئران التي عُرِّضت لنقص التأكسج وأُعطيت غذاءً كيتونيًا ولكن لم تتعرض الميكروبيوتا الخاصة بها لأي تغيير في البداية [أي لم يجري لها أي استنفاد].
”يفيد هذا أن الميكروبات المرتبطة بالحمية الكيتونية ونقص التأكسج يمكن أن تسهم في التأثيرات الضارة لضعف الإدراك،“ كما قالت أولسون.
أثبت المؤلفون أن بيلوفيلا وادسورثيا Bilophila wadsworthia هي التي تغير أي الجينات تُعبَّر turned on أو لا تُعبَّر turned off [المترجم: وهي العملية التي تُعرف بتنظيم التعبير الجيني gene expression regulation، بحسب [7] » في الحُصين، وأن البكتيريا تقلل من التشويرات signaling الخلوية الطبيعية[8] في الحُصين.
”بيلوفيلا وادسورثيا Bilophila wadsworthia عطلت النشاط الحُصيني «الذاكرة والتعلم،[9] » والسلوك الادراكي بطرق مشابهة للطريقة التي أدت إلى نفس النتيجة من جراء نقص كلا التأكسج والحمية الكيتونية معًا،“ كما قالت أولسون. وأضافت أنه نظرًا للدور الهام للحصين في التعلم والذاكرة، فإن التغييرات تقدم أدلة على كيف تؤثر بيلوفيلا Bilophila في السلوك الادراكي.
كشف الباحثون للتو عن أنواع ميكروبية يمكن أن تؤثر على التغيرات السلوكية في الفئران والحيوانات الأخرى كما قالت ايلين هسايو Elaine Hsiao. وأضافت أنه سيكون من الأمور الهامة دراسة كيف تؤثر الأنواع species الميكروبية في الدماغ بشكل أكثر تحديدًا - على سبيل المثال، من خلال التغيرات «التكيفات» الخلوية[10] التي تحْدُث استجابةً «كردة فعل» للميكروبات.
يصيب الضعف الإدراكي الملايين من الناس فوق سن 65 سنة ويرتبط بمجموعة واسعة من الاضطرابات الأيضية المزمنة[11] واضطرابات المناعية المزمنة[12] والاضطرابات التنكسية العصبية المزمنة [13] ، كمرض الزهايمر. قالت إيلين هسياو Elaine Hsiao، برفسورة العلوم البيولوجية بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس والأستاذة المشاركة في أمراض الجهاز الهضمي في كلية ديفيد غيفن David Geffen للطب بجامعة كاليفورنيا، يمكن أن تكون هذه الدراسة الجديدة خطوة هامة نحو التعرف على الميكروبات التي تؤثر في القدرة الادراكية أو تضعفها.
قالت هسياو، كبيرة مؤلفي الورقة البحثية: ”إن تحديد عوامل احتمال الاصابة المبكرة أمر بالغ الأهمية لتمكين الكشف المبكر والتدخلات لمعالجة الضعف الإدراكي“.
وأضافت هسياو أن هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتحديد ما إذا كانت هناك ميكروبات جهاز هضمي أخرى إلى جانب بكتيريا بيلوفيلا قد تؤثر أيضًا في القدرة الإدراكية وما إذا كانت الميكروبات يمكن أن تؤثر في التدهور الادراكي لدى البشر.
المؤلفون المشاركون في الدراسة هم طالب دراسات عليا سابق في جامعة كاليفورنيا، ألونسو إينيغيز Alonso Iñiguez، وطالبة جامعية في جامعة كاليفورنيا، غريس يانغ Grace Yang، وباحث ما بعد الدكتوراه في جامعة كاليفورنيا، بينغ فانغ Ping Fang، وطالبا الدكتوراه في جامعة كاليفورنيا، جيف برونوفوست Geoff Pronovost وكيلي جيمسون Kelly Jameso، وغيرهم من فنيي الأبحاث في جامعة كاليفورنيا.
